文档介绍：真空及溅射镀膜技术
王建强
007年10月19日
主要内容
s1真空基碓
2真空泵
3真空测量
4溅射理论
5磁控溅射分类及特点
6薄膜材料表征
真空泛指低于一个大气压的气体状态与普通的大气状
态相比,分子密度较为稀薄,从而气体分子
体分子,
体分子与器壁之间的碰状几率要低些
今天用普通方法所能获得的极限压强是110Pa,如用多
种方法组合可达到101Pa
平均自由程:气体分子从一次碰撞到下一次碰撞所飞距离的
统计平均数在1*10Pa压强下,对于25℃的空气,其平均自
由程为509km这就好比从北京到大连或北京到青岛的
约为百万分之七厘米,那么1*108Pa压
,分子连续两次碰
撞之间经历的平均时间约为18min运动速度极快,大约为步
枪子弹的出口速度
在0℃,水银密度p=,重力加速度
g=,760mm水银柱所产生的压强为1标准
大气压,用atm表示,则
lam=760mm*/s2
=1013249dyn/cm2=1013249Pa≈*10Pa
◆1Pa=1N/m
I atm=760Torr=1013mbar=1013*10-Pa
MmhG(毫米***柱)=1*=133322a
◆Tor(托):1Tor=-1/760atm=
bar(E): 1bar=10ubar=105Pa, 1 Pa=1Oubar, Imbar=100Pa
lbar=1000mbar=lubar
3真空区域划分
物理域低真空中真空
高真空超高真空极高真空
压力范围/Pa105-102102~101
101~105
气体分子密度100-1010100~-1013103-109109105-105
f(个/cm3)
平均自由程/m105~102102-10
10~105
分子间的
器壁的碰撞为主碰撞极少与器壁表
碰撞为主
2分子流
面的碰撞
2粘滞流
3已不能按连续
频率较低
流体对待
平均吸附时间
气体分子以空间飞行为主
气体分子以吸附停留
2真空泵
典型的真空系统包括:
◆待抽空的容器(真空室
◆获得真空的设备(真空泵)
◆测量真空的器具(真空规
以及必要的管道、阀门和其他附属设备
能使压力从一个大气压力开始变小,进行排气的泵常称
为“前级泵”,另一些只能从较低压力抽到更低压力的真空泵
吊
称为“次级泵”
对于任何一个真空系统评价指标
极限压力Pm
2抽气速率(单位时间所抽出气体的体积,决定抽真空的时间)
21三级泵抽气系统及各种泵工作原理
抽气速率
极限压强
最高工作压强最低工作压强
最大启动压强最大排气压强
高真空泵:分子泵、扩散泵、低温泵
真空室
中真空泵:罗茨泵
O低真空泵:旋片泵、滑阀泵
22旋片泵工作原理
Exhaust valve
all covered)
vane with spring
Cylindrical working
吸气口
排气口
转子/油密封
滑片弹簧
23罗茨泵工作原理
共轭双转子
个逆时针旋转
个顺时针旋转)
同步旋转
正反旋转
高速旋转
-~
无油
抽速大
24分子泵工作原理
R S R S
动片超高速旋转
(20000~30000r/min)
动片和静片相间排列
动、静片倾角相反
气体分子从动片获得
动量,动量方向几率
偏向一侧
國
涡轮分子泵/复合分子泵
s Stator disk
r Rotor disk
牵引泵-静壁和动壁